Гравитационный маневр у Солнца .. и у чёрных дыр

[konstkir]

 На самом деле, есть серьезные теор. работы по извлечению энергии из Керровских (с вращением) ЧД. В том числе и почти дармовое получение больших скоростей. (См. книга Кауфмана о  ЧД).
Кеплер там не работает.

[Skipper_NORTON]

Грехов Михаил
 

А как на Солнце "камнем вниз" рухнуть собрались? Чтобы вам это удалось надо стартовать и полететь так, чтобы снизить свою орбитальную скорость движения Седны вокруг Солнца

 
Ну хорошо - 10 км/сек для снижения скорости около Седны, чтобы рухнуть в окрестности Солнца, и 10 км/сек - увеличение скорости в точке сближения с Солнцем.  Итого движки могли увеличить скорость изначально на 20 км/сек - а в итоге  при возвращении в окрестности Седны - получили 140 км/сек.  Все равно выигрыш.  Так что  это у вас не аргумент.  Если не согласны - то опровергайте вычисления приводящие к 140 км/сек.   Пока аргументированных опровержений не видел.

[Skipper_NORTON]

Интересно что еще пишут. При гравитационном маневре около Юпитера - можно получить приращение скорости  на 42 км/сек!  Возле Сатурна - 25 км/сек.   Словить две планеты - точно не проблема, т.е. можно увеличить скорость  примерно на 40+25 ==
на 65 км/сек!  Своими силами разогнать до 20 км/сек.  Итого получим  уже 85 км/сек!
 
Огромная скорость!  С такой скоростью  КА уже  за 35 лет  удалился бы  на 100 миллиардов километров от Солнца, а за 100 лет вылетел бы в облако Оорта. Т.е. можно было бы проводить изучение внешних областей Солнечной системы, межзвездного пространства.   Вопрос - почему до сих пор не запустили ни одного такого КА с таким гравитационным маневром?  Быстрейший удаляющийся КА - это Вояджер-1, и удаляется от всего лишь со скоростью 17 км/сек. 
 
Точнее, New Horizonts разогнали вроде бы до 24 км/сек, но вместо того чтобы еще больше его разгонять с помощью гравитационных маневров, его намерены зачем-то тормознуть около планет...    и скорость его вылета из солнечной системы будет меньше чем у Вояджера-1.  Если это правда, то я не понимаю, зачем так делать...

[Грехов Михаил]

Ну во первых не 10 км/с, а значительно меньше.... ибо чтобы выйти из плена Седны потребуется разогнаться до 1 км/с приблизительно.... потом ещё погасить орбитальную скорость (она средняя порядка 1 км/с ну откуда, откуда вы получили скорость в 140 км/с???

Считаем:

(1000^2/2) - (990^2/2) = 500000-490050=9950 KДж/(1кг аппарата) а потом вы дескать наивно пересчитываете эту энергию каким-то нелепым образом.... фи зы как...   

Вы что считаете то? разность кин. энергий от набора скорости 990 км/сек до 1000 км/сек. Но набрать скажем скорость от 0 до 10 км/с и скорость от 990 до 1000 км/с не одно и тоже по энергозатратам  поскольку энергия, необходимая для этого подчиняется не линейному, а квадратичному закону! Чтобы пуля при прочих равных полетела в 2 раза быстрее, нужно в 4 раза больше пороху насыпать в гильзу, в 3 раза быстрее-в 9 раз больше пороха итого от 1 до 2-х раз-надо ещё 3 части пороха а от 2-х до 3-х раз - ещё 5 частей пороха!  Посему сожжёное вами топливо около Солнца не обеспечит прирост скорости в 10 км/с. А вы типа пересчитываете, что вот, дескать приращение скорости на этом интервале скоростей эквивалентно по энергозатратам так-же, как если бы мы набрали скорость от 0 до 140 км/с. Ну посчитали... что дальше то?
 

[L_Pt]

Skipper_NORTON

Вопрос - почему до сих пор не запустили ни одного такого КА с таким гравитационным маневром?

Наверное потому что еще никто не рискнул пустить аппараты непосредственно над атмосферой планет, боялись радиационных поясов.

Грехов Михаил, если вы действительно хотите разобраться…
Как вы посчитаете, с какой скоростью аппарат выйдет за пределы действия гравитации Земли, если известна его скорость при старте (аэродинамическими и гравитационными потерями пренебрежем)?
Ну допустим, мы его запустили со скоростью 12 км/с. Сколько выйдет относительно Земли?

[Грехов Михаил]

Быстрейший удаляющийся КА - это Вояджер-1, и удаляется от всего лишь со скоростью 17 км/сек.

Ну так а что вы хотели.... скорость КА после осуществления пассивного гравманёвра около Юпитера падает (Солнце же всё-таки его притягивает дальний конец эллиптической орбиты -там же скорость вообще минимальная) потом Ррраз-резкое приращение скорости около Сатурна и опять падает. Тем более, что конфигурация планет не всегда такая, чтобы можно было свернуть у Юпитера и потом у Сатурна. Такое очень и очень редко повторяется! Что, думаете на Вояджеры именно в 70-е годы просто так нацелились и аж 2 аппарата запустили с коротким перерывом? просто так совпало, что можем поднапрячься и исследовать дальние рубежи Солнечной системы нахаляву.

А вы размышляете "взять всё и поделить"(с)  , что в корне неправильно! 

[Skipper_NORTON]

Ну так а что вы хотели.... скорость КА после осуществления пассивного гравманёвра около Юпитера падает (Солнце же всё-таки его притягивает дальний конец эллиптической орбиты -там же скорость вообще минимальная) потом Ррраз-резкое приращение скорости около Сатурна и опять падает. Тем более, что конфигурация планет не всегда такая, чтобы можно было свернуть у Юпитера и потом у Сатурна. Такое очень и очень редко повторяется! Что, думаете на Вояджеры именно в 70-е годы просто так нацелились и аж 2 аппарата запустили с коротким перерывом? просто так совпало, что можем поднапрячься и исследовать дальние рубежи Солнечной системы нахаляву.

 
Написано - около Юпитера можно добиться ПРИРАЩЕНИЯ скорости на 42 км/сек! Это кому написали, и что это значит?  Исходя из этого я и посчитал что до 85 км/сек можно разогнать!
 

Вы что считаете то? разность кин. энергий от набора скорости 990 км/сек до 1000 км/сек. Но набрать скажем скорость от 0 до 10 км/с и скорость от 990 до 1000 км/с не одно и тоже по энергозатратам

 
А вот за это - однозначный минус.  Прежде чем писать такое - разобрались бы сначала с физикой.  Корабль покоится.  Для изменения скорости на 10 км/с -  нужно определенное количество топлива и зависит от скорости истечения рабочего тела из двигателя.   Если корабль летит со скоростью 990 км/с, то все равно в нем могут считать что корабль ПОКОИТСЯ, (движение ОТНОСИТЕЛЬНО), и точно с таким же количеством топлива и такими же энергозатратами, корабль увеличит скорость на 10 км/с (в своей ИСО).
 
Какую скорость будет иметь корабль относительно внешнего наблюдателя, находящегося неподвижно относительно Солнца?  Да те же 1000 км/с.  Закон сложения скоростей для таких малых величин - почти как по Ньютону.

[Грехов Михаил]

Написано - около Юпитера можно добиться ПРИРАЩЕНИЯ скорости на 42 км/сек! Это кому написали, и что это значит?  Исходя из этого я и посчитал что до 85 км/сек можно разогнать!

РАЗГОНИТЕ, НО ПРИ ОБЩЕМ НЕПРЕРЫВНОМ ПАДЕНИИ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ КА ПО ОРБИТЕ ВОКРУГ СОЛНЦА ПРИ УДАЛЕНИИ ОТ НЕГО!

А вот за это - однозначный минус.  Прежде чем писать такое - разобрались бы сначала с физикой.  Корабль покоится.  Для изменения скорости на 10 км/с -  нужно определенной количество топлива и зависит от скорости истечения рабочего тела из двигателя.   Если корабль летит со скоростью 990 км/с, то все равно в нем могут считать что корабль ПОКОИТСЯ, (движение ОТНОСИТЕЛЬНО), и точно с таким же количеством топлива и такими же энергозатратами, корабль увеличит скорость на 10 км/с.

Покоится относительно внешнего наблюдателя! Почему при анализе второго приращения скорости вы меняете систему отсчёта на внутрикорабельную? это во первых.

Закон сложения скоростей... хы.... он работает для разных систем отсчёта. но он не работает с точки зрения энергетики.

и точно с таким же количеством топлива и такими же энергозатратами, корабль увеличит скорость на 10 км/с.

Нет, не увеличит! 

[Skipper_NORTON]

Закон сложения скоростей... хы.... он работает для разных систем отсчёта. но он не работает с точки зрения энергетики.

 
Что вы хотите доказать?  Что разогнать корабль с нуля до 20 км/сек  это не в 2 раза более энергоемкая задача чем разогнать с нуля до 10 км/сек ?  Это я и так знаю.  Но если  до 10 км/сек разогнало  СОЛНЦЕ, то  далее увеличить скорость корабль с 10 до 20 может точно с такими же энергозатратами, как и с 0 до 10.  Даже с такими же как со 100 до 110  км/сек.

[Крупин]

Ну во первых не 10 км/с, а значительно меньше.... ибо чтобы выйти из плена Седны потребуется разогнаться до 1 км/с приблизительно.... потом ещё погасить орбитальную скорость (она средняя порядка 1 км/с ну откуда, откуда вы получили скорость в 140 км/с???  Считаем:
(1000^2/2) - (990^2/2) = 500000-490050=9950 KДж/(1кг аппарата) а потом вы дескать наивно пересчитываете эту энергию каким-то нелепым образом.... фи зы как...   
 

      Бог с ней с Седной. Падаем на Солнце из бесконечности. Начальная кин. энергия=0, начальная потенциальная тоже = 0. Значит общая,  конечно, тоже нулевая.
     Разогнались до 990км/с. Включили двигатели - стало 1000км/с. Приращение энергии на килограмм просчитано = 9950 МДж (а вовсе не кДж). Но так как была нулевая энергия, значит, стала 9950МДж. С такой энергией ракета вылетает на бесконечность (Закон Сохранения Энергии ещё никто не отменял).
   Но на бесконечности потенциальная энергия = 0. Значит вся эта энергия кинетическая, т.е скорость равна 140км/с.

[Skipper_NORTON]

РАЗГОНИТЕ, НО ПРИ ОБЩЕМ НЕПРЕРЫВНОМ ПАДЕНИИ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ КА ПО ОРБИТЕ ВОКРУГ СОЛНЦА ПРИ УДАЛЕНИИ ОТ НЕГО!

 
Нет, это становится интересно.  Значит, задача такая -  имеем КА, разогнали до 20 км/сек (относительно Солнца),  и он летит к Юпитеру (траекторию можем выбрать любую, лишь бы только атмосферу Юпитера не цеплять).  Вопрос - с какой максимальной скоростью N он КА после этого может улетать из Солнечной системы (улетев достаточно далеко от Юпитера, и уже не меняя скорость), т.е. с какой скоростью он будет двигаться относительно Солнца?   
(N - 20) - это и есть приращение - я посчитаю сам.

[konstkir]

Закон сложения скоростей... хы.... он работает для разных систем отсчёта. но он не работает с точки зрения энергетики.

 
Что вы хотите доказать?  Что разогнать корабль с нуля до 20 км/сек  это не в 2 раза более энергоемкая задача чем разогнать с нуля до 10 км/сек ?  Это я и так знаю.  Но если  до 10 км/сек разогнало  СОЛНЦЕ, то  далее увеличить скорость корабль с 10 до 20 может точно с такими же энергозатратами, как и с 0 до 10.  Даже с такими же как со 100 до 110  км/сек.

Это пояснить можете?

[Skipper_NORTON]

Это пояснить можете?

 
Что именно? Чтобы кораблю разогнаться до 20 км в секунду, ему придется топлива взять не в 2 раза больше (чем до 10 км/сек). Потому что во время первой половины разгона - т.е. от 0 до 10 км/сек, нужно разгонять не только корабль, а еще и топливо которое потребуется для разгона от 10 до 20 км/сек.
 
Если же задача - только и именно увеличить скорость на 10 км/сек, то всегда потребуется константное количество топлива, это очевидно.  Без разницы, покоится корабль около Земли, или летит разогнавнись от притяжения Солнца, планеты, да хоть галактики - т.е. чего угодно.   Корабль находится при этом в своей ИСО в покое, и в своей ИСО он сменит скорость на 10 км/сек, а что там получится относительно наблюдателей в других ИСО - курите закон сложения скоростей.
Что тут и зачем нужно пояснять?  Все понятно.

[konstkir]

Как корабль в своей ИСО может получить приращение скорости?

[Skipper_NORTON]

Корабль находится в ИСО, в инерциальной системе отсчета.  Он включает двигатели меняет скорость на 10 км/сек.  Значит, в его новой ИСО (после разгона), объекты в старой ИСО (до разгона) удаляются со скоростью 10 км/сек.  А наблюдатели в ИСО до разгона - будут видеть корабль который летит со скоростью 10 км/сек.

[konstkir]

Вы же считать должны, в итоге, скорости и приращение энергии в ИСО Солнца. Приращение энергии квадратично, посему приращение энергии ( на 10км/сек скорости) увеличивается и требует больше топлива.

[Skipper_NORTON]

konstkir
Вы хотите сказать, что вблизи Солнца, корабль, летя с большей скоростью, для увеличения скорости на 10 км/сек  потратит больше топлива, чем вдали от Солнца, и летя с меньшей скоростью?   
Ну считайте тогда так.  (я доказывать, что это не так - уже устал.)

[Jugger]

Ну во первых не 10 км/с, а значительно меньше.... ибо чтобы выйти из плена Седны потребуется разогнаться до 1 км/с приблизительно.... потом ещё погасить орбитальную скорость (она средняя порядка 1 км/с ну откуда, откуда вы получили скорость в 140 км/с???

А зачем гасить орбитальную скорость ? Летим с Седны в сторону противоположную от Солнца, но разгоняем не сильно, так чтобы солнечная гравитация развернула обратно и получилась орбита с афелием в месте разворота - и никакая энергия коту под хвост не идет .. можно еще на пути к Солнцу подразогнать, чтоб не ждать долго пока долетит

140 км/сек?

 А если дальше, звездолет теоретически, плутая между звездами, может на выходе из галактики иметь 140000км/сек, почти не затратив топлива?

При увеличении входящей скорости выигрыш при подобном маневре очень быстро падает.

Можно взять за условный предел вторую космическую скорость центрального тела в месте активного маневра.
Для Солнца непосредственно возле фотосферы это 600 км/с.

Это предел входящей скорости или приращения ?

и в своей ИСО он сменит скорость на 10 км/сек

По идее если тело ускоряется относительно СО то это уже не ИСО

Ну во первых не 10 км/с, а значительно меньше.... ибо чтобы выйти из плена Седны потребуется разогнаться до 1 км/с приблизительно.... потом ещё погасить орбитальную скорость (она средняя порядка 1 км/с ну откуда, откуда вы получили скорость в 140 км/с???  Считаем:
(1000^2/2) - (990^2/2) = 500000-490050=9950 KДж/(1кг аппарата) а потом вы дескать наивно пересчитываете эту энергию каким-то нелепым образом.... фи зы как...   
 

      Бог с ней с Седной. Падаем на Солнце из бесконечности. Начальная кин. энергия=0, начальная потенциальная тоже = 0. Значит общая,  конечно, тоже нулевая.
     Разогнались до 990км/с. Включили двигатели - стало 1000км/с. Приращение энергии на килограмм просчитано = 9950 МДж (а вовсе не кДж). Но так как была нулевая энергия, значит, стала 9950МДж. С такой энергией ракета вылетает на бесконечность (Закон Сохранения Энергии ещё никто не отменял).
   Но на бесконечности потенциальная энергия = 0. Значит вся эта энергия кинетическая, т.е скорость равна 140км/с.

Наконец до меня дошел смысл этой формулы 
Хотя изначально я представлял себе другого рода ускорениние

Так вот этот v квадрат - это на какой то релятивистские эффект похоже .. жизни то совсем не наблюдается чтобы тело разогнать в 2 раза больше было в 4 раза тяжелее

Мм .. нет, все таки не дошел
9950МДж это энергия которую выделил двигатель, и у Солнца она дала приращение 10 км/c а улетев в бесконечность - 140 км/с .. приращение скорости конечно да, но экономии топлива никакой .. приращения энергии никакой в отличие от маневра с планетой

Всё таки это v^2/2 никак не вписывается логику вещей

 
Точнее, New Horizonts разогнали вроде бы до 24 км/сек, но вместо того чтобы еще больше его разгонять с помощью гравитационных маневров, его намерены зачем-то тормознуть около планет...    и скорость его вылета из солнечной системы будет меньше чем у Вояджера-1.  Если это правда, то я не понимаю, зачем так делать...

Так New Horizonts возле Плутона будет иметь уже 13 км/с .. А Вояджер аж где .. когда горизонты туда долетят у них еще меньше останется .. а Вояджер наверно был разогнан и до более высоких скоростей после этих гравитационных маневров
Новые горизонты имели наибольшую скорость покидания Земли, Вояджер же мог иметь и меньшую возле Земли, но большую после прохождения гравитационных маневров - наверно порядка 30- 40 км/c .. вроде где то график попадался скорости Вояджера в зависимости от расстояния от Солнца .. а может не Вояджера а Новых Горизонтов, непомню

РАЗГОНИТЕ, НО ПРИ ОБЩЕМ НЕПРЕРЫВНОМ ПАДЕНИИ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ КА ПО ОРБИТЕ ВОКРУГ СОЛНЦА ПРИ УДАЛЕНИИ ОТ НЕГО!

 
Нет, это становится интересно.  Значит, задача такая -  имеем КА, разогнали до 20 км/сек (относительно Солнца),  и он летит к Юпитеру (траекторию можем выбрать любую, лишь бы только атмосферу Юпитера не цеплять).  Вопрос - с какой максимальной скоростью N он КА после этого может улетать из Солнечной системы (улетев достаточно далеко от Юпитера, и уже не меняя скорость), т.е. с какой скоростью он будет двигаться относительно Солнца?   
(N - 20) - это и есть приращение - я посчитаю сам.

Допустим в сумме все эти приращения дадут 85 км/с
По идее надо отсюда отнять третью космическую скорость, при наилучшей траектории это 16,6 км/с

В итоге имеем около 70 км/c

[konstkir]

konstkir
Вы хотите сказать, что вблизи Солнца, корабль, летя с большей скоростью, для увеличения скорости на 10 км/сек  потратит больше топлива, чем вдали от Солнца, и летя с меньшей скоростью?   
Ну считайте тогда так.  (я доказывать, что это не так - уже устал.)

Я просто хочу сказать, что Ваше утверждение:

 - Но если  до 10 км/сек разогнало  СОЛНЦЕ, то  далее увеличить скорость корабль с 10 до 20 может точно с такими же энергозатратами, как и с 0 до 10.  Даже с такими же как со 100 до 110  км/сек.

Звучит неверно.

[Alderaminw]

Михаил , ну  что вы..
****Нет не способны! Гравитационный манёвр за счёт Солнца никак не увеличит скорость космического корабля относительно Солнца. А именно это является целевой задачей!****
Да они задачу  и не  сформулировали  в  принципе.
Вопрос  куда летим   и  при ЭТОМ  экономим. керосин.)
Если   на  орбиту вокруг  Земли то  надо запускаться в ту  сторону куда    Планета  крутиться. Если  солнце  идет  с  востока на запад  значит значит надо навстречу.
Если мы  хотим  улететь  от Земли  в  Сол  сист то надо  пристроиться за  Юпитером в тот  момент  когда он  идет по своей  орбите но в нужном  нам  паравлении..  Главное  что б не  слопал..)
потом за   нептуном  потом  за  ураном и так   подобрались в  Вояджеру. Фу...  тяжко....
Далее   улетаем  из Солнечной  системы.  Пристраиваемся  за Сонцем. Мы  еще  в  его поле  тяготения.  Выбираем момент  когда солнце проходит  нибелее безСолнечное  место в Галактике, и оно  должно соответствовать  наибелее  удалененому моменту от нас самых    весомых планет   Сол сист.
Солнце летит  со ск. 220  км  в  сек, по нашей Галактике плюс  сэкономленный  керосин.. и   мы  в  дамках...  У нас  уже   237!!!км в сек...  мечтатели  о   170ти...  Главное   сорваться  с его   влияния...  И вот  мыуже  летим  на  равных  по галактике. и  все  за  счет  скорости. дА  ПОЛНОЕ ШИЗО  - МЫ  ПРИСТРАИВАЕМСЯ  ЗА   ГАЛАКТИКОЙ  ТУТ  УЖ ПОЛЬЗУЕМСЯ  РАЗНЫМИ   ГРАВИТАЦИОННЫМИ   СИЛАМИ   РЯДОМ  ПРОЛЕТАЮЩИХ    ЗВЕЗД  ДАБЫ  ПОЛУЧИТЬ  УСКОРЕНИЕ. п  правильном  направлении... как  повезет...  и добрав  скорость до   700  км  в  сек.. мы почти  нахоляву   улетаем  из  млечного   пути..